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通常情況下我們給STM32系列的單片機(jī)燒錄程序文件的時(shí)候，使用SWD、J-link或者通過(guò)設(shè)置BOOT引腳后，使用串口進(jìn)行程序下載，這樣的方式直接一次性將程序文件下載到單片機(jī)的flash中，比較適合絕大部分的應(yīng)用。但是有些應(yīng)用中產(chǎn)品裝配完成后，下載口不便引出的情況下，或者是某些設(shè)備需要具有遠(yuǎn)程更新程序情況下，使用串口IAP的方式將會(huì)更加便捷。 一般我們常見(jiàn)的51單片機(jī)內(nèi)部的flash空間，只能使用下載器進(jìn)行燒錄程序。芯片自身無(wú)法擦寫(xiě)內(nèi)部flash空間。這樣的情況下，如果我們后期需要升級(jí)芯片中的程序時(shí)，只能到現(xiàn)場(chǎng)使用下載器重新燒錄程序，這樣比較繁瑣。但是STM32單片機(jī)內(nèi)部的flash可以在程序中讓單片機(jī)自身去擦寫(xiě)編程，同時(shí)官方也提供了相應(yīng)的操作函數(shù)固件庫(kù)。這樣就可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)程序的遠(yuǎn)程升級(jí)，通過(guò)芯片外設(shè)的某種通信接口（一般常用串口），將程序文件發(fā)送給芯片，讓芯片自身把程序文件寫(xiě)入內(nèi)部flash，實(shí)現(xiàn)程序的遠(yuǎn)程升級(jí)操作。如果要實(shí)現(xiàn)讓單片機(jī)自身去升級(jí)程序，就必須要將內(nèi)部flash空間進(jìn)行劃分，分不同的區(qū)域?qū)懭氩煌こ痰某绦虼a，才能實(shí)現(xiàn)該功能。 一般情況下，我們將單片機(jī)的內(nèi)部flash空間劃分為兩大區(qū)域，為了方便理解，我們叫做bootloader區(qū)域和app區(qū)域（這里的bootloader和app為自定義名稱(chēng)，也可叫做其他名稱(chēng)）。分為兩大區(qū)域的原因是，我們要給一塊芯片（單片機(jī)）寫(xiě)入兩個(gè)不同的工程文件，這個(gè)兩個(gè)工程分別是“程序升級(jí)工程（bootloader）”和“應(yīng)用程序工程（app）”。兩個(gè)工程的區(qū)別是： “程序升級(jí)工程”存放在flash的bootloader區(qū)域。它的作用：接收新版本的程序文件，將收到的文件寫(xiě)入內(nèi)部flash的app區(qū)域中。這個(gè)工程的任務(wù)比較單一，所以它只占用較小的一部分flash空間”。 “應(yīng)用程序工程”存放在flash的app區(qū)域。它的作用：執(zhí)行真正的功能操作。如數(shù)據(jù)采集、執(zhí)行一些運(yùn)算等操作。也是單片機(jī)實(shí)際發(fā)揮作用的程序。升級(jí)程序的方式是，可以靈活應(yīng)用，主要看開(kāi)發(fā)人員的編程思路，在這里我們使用上電檢測(cè)的方式進(jìn)行程序的更新。 單片機(jī)上電后，首先在bootloader區(qū)域運(yùn)行程序升級(jí)函數(shù)，檢測(cè)是否有新版本的程序需要升級(jí)，如果需要升級(jí)時(shí)，就將接收的新版本程序數(shù)據(jù)寫(xiě)入app區(qū)域，之后跳轉(zhuǎn)到app區(qū)域去運(yùn)行正在的應(yīng)用程序函數(shù)。如果不需要升級(jí)程序時(shí)，就直接跳轉(zhuǎn)到app區(qū)域去執(zhí)行程序。流程如下： 串口IAP程序的操作方式是，分時(shí)切換flash區(qū)域進(jìn)行執(zhí)行不同功能的函數(shù)，而不是兩個(gè)區(qū)域中的程序都在運(yùn)行。任何時(shí)候，單片機(jī)都不能同時(shí)執(zhí)行兩個(gè)工程代碼，我們將flash空間劃分如下（以STM32F103CB為例）flash的總大小是128Kb，劃分bootloader區(qū)域大小為8Kb，app區(qū)域?yàn)?20Kb。示意圖和相關(guān)地址如下： 如果想要將程序按照如上圖所示的flash空間存放的話(huà)，就必須對(duì)編譯環(huán)境進(jìn)行一些設(shè)置，才能到達(dá)我們的目的，不再使用默認(rèn)的編譯設(shè)置。bootloader工程設(shè)置在編程軟件keil5中設(shè)置如下： 如果想要將程序按照如上圖所示的flash空間存放的話(huà)，就必須對(duì)編譯環(huán)境進(jìn)行一些設(shè)置，才能到達(dá)我們的目的，不再使用默認(rèn)的編譯設(shè)置。bootloader工程設(shè)置在編程軟件keil5中設(shè)置如下： app工程設(shè)置在編程軟件keil5中設(shè)置如下： 在app工程的程序代碼中除了設(shè)置工程代碼的編譯地址之外，還要將中斷向量表偏移寄存器的值進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的設(shè)置。設(shè)置中斷向量表偏移寄存器的方法有兩種： ①→可以在app應(yīng)用程序的主程序while循環(huán)之前設(shè)置，設(shè)置格式為：
CB->VTOR = FLASH_BASE | 0x2000; ②→還可以在官方的固件庫(kù)設(shè)置，在固件庫(kù)system_stm32f10x.c文件中，第267行使用了如下的設(shè)置： 而上述表達(dá)式中的“VECT_TAB_OFFSET”在該固件庫(kù)文件的第128行進(jìn)行了聲明和初值定義： 可以看出，默認(rèn)情況下，“VECT_TAB_OFFSET”的值等于0。也就是不進(jìn)行偏移，我們?cè)谶M(jìn)行IAP編程的時(shí)候，可以將此處的初值改為對(duì)應(yīng)的偏移量即可。通常我們不對(duì)官方固件庫(kù)進(jìn)行更改，所以常用第一種方式進(jìn)行設(shè)置中斷偏移量。在這里要注意的是，偏移量不能隨意任意設(shè)置，由于ARM Cortex®-M3內(nèi)核規(guī)定，中斷向量表必須對(duì)齊原則。因此中斷偏移量的值必須是0x200的倍數(shù)。 IAP代碼中關(guān)于跳轉(zhuǎn)部分的詳解： 在編程中我們要清楚的知道，單片機(jī)任何時(shí)候只能運(yùn)行一個(gè)代碼工程，并不是兩個(gè)區(qū)域的代碼都在運(yùn)行。所以就必須使單片機(jī)要在兩個(gè)區(qū)域（bootloader區(qū)域和app區(qū)域）或者是兩個(gè)工程代碼之間進(jìn)行跳轉(zhuǎn)。跳轉(zhuǎn)之前除了要將app工程代碼中的中斷偏移量進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的設(shè)置外，還要在單片機(jī)跳轉(zhuǎn)時(shí)，設(shè)置app區(qū)域代碼的主堆棧棧頂?shù)刂�。通過(guò)官方手冊(cè)就可以知道，STM32默認(rèn)啟動(dòng)地址是0x08000000，而這個(gè)首地址中保存的就是堆棧的棧頂?shù)刂�，這個(gè)地址是在代碼編譯后，有編譯器自動(dòng)產(chǎn)生。同時(shí)根據(jù)相關(guān)手冊(cè)可以看到STM32的程序存放規(guī)則和編譯后的可執(zhí)行文件的規(guī)則是，編譯后的可執(zhí)行文件中第一個(gè)字就是被下載到STM32內(nèi)部flash中的第一個(gè)存儲(chǔ)單元中，而這個(gè)就是我們需要的堆棧棧頂?shù)刂贰?/font> 重新設(shè)置STM32的堆棧棧頂?shù)刂肥菍儆趦?nèi)核級(jí)別的操作，因此C語(yǔ)言無(wú)法進(jìn)行內(nèi)核操作，只能借助嵌入?yún)R編的形式進(jìn)行操作，一般是使用MSR指令進(jìn)行操作的。MSR指令是用于訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)核中特殊功能寄存器（如堆棧棧頂寄存器）專(zhuān)用匯編指令。其編寫(xiě)形式一般為如下： 完成對(duì)工程的設(shè)置與程序代碼的編寫(xiě)之后，我們還需要得到相應(yīng)工程的BIN格式文件，keil軟件自帶輸出BIN文件的功能，但是一般情況下我們不使用BIN文件，所以程序代碼編譯完畢后，軟件默認(rèn)是不輸出BIN格式的文件。如想要keil在編譯完成之后，同時(shí)輸出BIN文件，則需要進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置方法是在工程管理的選項(xiàng)卡的User選項(xiàng)中的Run #1處編寫(xiě)命令“fromelf.exe --bin -o "$L@L.bin" "#L"”即可，如圖：
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